Парус с элементом жесткости, имеющий форму замкнутой кривой, для высотной ветроэнергетической установки

Полужесткий парус для высотной ветроэнергетической установки, содержащей поверхность из гибкого материала, например, из ткани и места присоединения канатов для отбора механической энергии, который используется для увеличения мощности и стоимости ветроэнергетической установки, снабжен криволинейным элементом жесткости замкнутой формы, например, окружности, выполненным, например, в виде трубы, причем поверхность из гибкого материала присоединена к элементу жесткости.

Для упрощения конструкции паруса места присоединения канатов для отбора механической мощности расположены на элементе жесткости.

Полезная модель относится к высотной ветроэнергетике и может быть использована в высотных ветроэнергетических установках, предназначенных для преобразования энергии ветра на большой высоте (более 100 м. над поверхностью земли) в электрическую энергию.

Известны высотные ветроэнергетические установки, в которых ветросиловая часть, состоящая из параллельно расположенных парусов, вместе с электрическим генератором поднимается над поверхностью земли при помощи аэродинамических сил (см. пат. США 4572962 МКИ F03D 3/02 опубл. 86.02.25). Недостатком таких устройств является сложность их ветросиловой части.

Известна высотная ветроэнергетическая установка, содержащая два паруса, каждый из которых разделен на секции (см. авт. свид. СССР 1216416 МКИ F03D 5/00, опубл. 86.03.07). Недостатком известного паруса является сложность его конструкции.

Известна высотная ветроэнергетическая установка, в которой контур поперечного сечения паруса жесткой конструкции аналогичен контуру поперечного сечения крыла самолета (см. пат. США 6523781 В2 МКИ В64С 31/06 опубл. 03.02.25). Недостатки такого паруса: высокая стоимость, большая масса, отнесенная к единице площади, сложность управления ориентацией в пространстве.

Наиболее близким к предлагаемому парусу по технической сущности и по количеству сходных существенных признаков является парус, который входит в состав высотной ветроэнергетической установки по авторскому свидетельству СССР SU 1590628 МКИ F03D 5/00 опубл. 90.09.07, который выбран за прототип.

Работа этой установки поясняется рисунком (см. фиг.1).

Она содержит парус 1, выполненный в виде треугольника, стороны которого представляют собой отрезки прямой, канаты 2, соединенные с парусом и расположенные на барабанах 3, соединенных с электрическими машинами 4 и аэростаты 5, через которые барабаны соединены с парусом при помощи канатов 2.

Канаты 2 наматываются или сматываются с барабанов 3 при движении паруса 1 под действием ветра. Когда канаты сматываются с барабанов, электрические машины 4, связанные механически с барабанами, вырабатывают электрическую энергию, которая поступает в сеть. Когда канаты наматываются на барабаны, электрические машины потребляют энергию от сети.

Когда канаты сматываются с барабанов, ориентацию паруса в пространстве и траекторию его движения выбирают за счет изменения соотношений длин канатов при изменений скоростей вращения электрических машин (путем изменения силы тока в их обмотках) таким образом, чтобы происходил максимальный отбор энергии ветра. При возвращении паруса на прежнее место ориентацию паруса в пространстве и траекторию его движения выбирают такими, за счет изменения соотношений длин канатов, чтобы энергия, затрачиваемая на преодоление аэродинамического сопротивления движению паруса, аэростатов и канатов за время возвращения паруса была минимальной.

Функции соотношений длин канатов от времени получают теоретическим путем и корректируют путем экспериментов.

Расход энергии на возвращение паруса будет значительно меньше, чем та энергия, которая была получена при удалении паруса от барабанов.

Разница этих энергий направляется в сеть потребителя в виде полезного выхода энергии.

1. Парус для высотной ветроэнергетической установки, содержащий поверхность из гибкого материала, например из ткани, и места присоединения канатов для отбора механической энергии, отличающийся тем, что он снабжен криволинейным элементом жесткости замкнутой формы, например окружности, выполненным, например, в форме трубы, причем поверхность из гибкого материала присоединена к элементу жесткости.

2. Парус для высотной ветроэнергетической установки по п.1, отличающийся тем, что места присоединения канатов для отбора механической энергии расположены на элементе жесткости.